ABB加快了具有基于模型的设计的大型网格连接的逆变器产品的交付s manbetx 845

挑战

加快大型并网逆变器产品的设计和交付s manbetx 845

解决方案

使用模型的设计来模拟,模拟和生成模块化,可伸缩电力电子构建块的控制软件

结果

  • 原型在两周内交付,而不是三个月
  • 生成缺陷,优化的代码
  • 减轻了对测试设备的潜在损害

“万博1manbetxSimulink和Embedded Coder使我们能够向新市场打开门。随着广泛的仿真和有效的代码生成的生产率提高,我们对我们生产更大客户在他们想要的时间框架中要求的系统的能力有信心。“

罗伯特特博士,ABB

电力电子积木(PEBBs)机柜。


它通常需要几个月的时间才能建立网格连接的逆变器产品,例如多兆瓦不间断电源,变频器和用于储能的电源调节系统。s manbetx 845为了加速这一过程,新西兰ABB的工程师开发了电力电子构建块(PEBB)。这些小型智能逆变器可以并联连接并结合系统级控制应用,以便快速生产可扩展的网格连接的逆变器产品。s manbetx 845

ABB工程师使用基于模型的设计与MATLAB的设计开发了PEBB的控制系统®和模拟万博1manbetx®

“采用基于模型的设计,我们的开发人员的生产力很容易增加十倍,”新西兰ABB高级研发工程师罗伯特特纳博士说。“仿真和代码生成使我们能够快速转动变化并消除编码中的人为错误。我们的算法通常第一次工作,因此我们不再浪费我们开发周期调试代码的大部分。“

挑战

对于一个由多达32个链接PEBBs组成的单一系统,控制器必须精确地管理功率平衡和共享。当检测到故障时,控制算法必须立即采取措施,以避免一系列故障的级联,并通过剩余的块保持供电。

测试和调试实际硬件上的这些控制算法可能既昂贵又危险。单一PEBB成本数千美元,能够提供250千瓦 - 超过足够的电源,以便如果无法安全管理,则会引起严重损坏。ABB工程师需要一种方法来通过在硬件测试之前通过建模和仿真来验证其控制算法。

在过去,ABB软件工程师根据控制工程师编写的规范手工编码控制算法。这个过程中的步骤——编写规范、手工编写算法和调试手写代码——既乏味又容易出错。ABB希望通过直接从系统模型生成生产代码来实现自动化和加速开发。

解决方案

ABB工程师使用基于模型的设计来模拟,模拟和生成PEBB嵌入式控制软件的代码以及用于特定客户应用的系统级控制软件。

在Simulink和S万博1manbetxtateFlow工作®,该团队建模了PEBB控制算法和状态机,它定义了重置,启动,运行和故障状态以及它们之间的转换。

他们在Simulink中创建了测试工具,用来验证他们的模型。万博1manbetx他们通过在Simulink中运行一个工厂模型的闭环仿真进行了进一步的验证,该模型包括PEBB中的电感、电容和其他电力电子元件。万博1manbetx

使用嵌入式编码器®,该团队为PEBB的ARM处理器生成了优化的C代码。

在成功的硬件测试之后,ABB工程师创建了一个PEBB Simulink块,并将其包含在一个功能组件库中,该库具有与其硬件对等万博1manbetx物相同的接口。

要为ABB客户开发新的逆变器产品,工程师可以创建包含PEBB构建块的Simulink模型。万博1manbetx它们添加了在eventflow中创建的两个状态机,一个管理PEBB的一个,以及为客户应用程序实现控制逻辑的第二种机器。

该团队通过在不同电网和负载条件下运行多个PEBBs的仿真来验证应用程序级设计。然后,在运行最终的硬件测试之前,他们用Embedded Coder从模型中生成C代码。

ABB工程师将它们的Simulink模型视为源代码,万博1manbetx如源代码,在版本控制和修订控制系统中维护它们,并使用Simulink Report Generator™进行模型差异和合并。他们还使用Simulink报万博1manbetx告生成器来导出其模型的Web视图,供客户和服务人员参考。

ABB工程师扩展了他们使用基于模型的设计超越控制系统,现在正在使用MATLAB和Simulink来模拟和模拟自定义通信协议和热效果。万博1manbetx

结果

  • 原型在两周内交付,而不是三个月。“过去,一个专业工程师至少要花三个月的时间才能为一个潜在客户建立一个演示系统,”特纳博士说。“通过Sim万博1manbetxulink和Embedded Coder,我们可以在大约两周内快速、可靠地创建这样一个系统。”
  • 生成无缺陷、优化的代码。“多年来,我们对如何编写实时系统代码的密切了解,”特纳博士说。“嵌入式编码器生成与我们可以编写一样好的优化代码,并且我们从未在生成的代码中遇到过缺陷的问题。”
  • 减轻了测试设备的潜在损害。特纳博士说:“一个单独的装置要花费数千美元,能够输送250千瓦的电力——如果不安全管理,足够造成严重的破坏。”在硬件上测试控制算法之前,我们先在Simulink中通过仿真验证控制算法,从而降低了风险。”万博1manbetx

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